El desastre del transbordador espacial Challenger fue un incidente fatal en el programa espacial de los Estados Unidos que ocurrió el 28 de enero de 1986, cuando el transbordador espacial Challenger (OV-099) se rompió a los 73 segundos de su vuelo, matando a los siete miembros de la tripulación a bordo. La tripulación estaba formada por cinco astronautas de la NASA y dos especialistas en carga útil . La misión llevaba la designación STS-51-L y fue el décimo vuelo del orbitador Challenger .
Montaje fotográfico del desastre del transbordador espacial Challenger | |
| Fecha | 28 de enero de 1986 |
|---|---|
| Hora | 11:39:13 EST (16:39:13 UTC ) |
| Localización | Océano Atlántico , frente a la costa de Florida 28 ° 38′24 ″ N 80 ° 16′48 ″ W / 28,64000 ° N 80,28000 ° WCoordenadas : 28 ° 38′24 ″ N 80 ° 16′48 ″ W / 28,64000 ° N 80,28000 ° W |
| Salir | Puesta a tierra de la flota de transbordadores espaciales durante casi tres años durante los cuales se implementaron varias medidas de seguridad, el rediseño sólido del propulsor de cohetes y una nueva política sobre la toma de decisiones de gestión para futuros lanzamientos. |
| Fallecidos |
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| Consultas | Comisión Rogers |
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La nave espacial se desintegró sobre el Océano Atlántico , frente a la costa de Cabo Cañaveral , Florida , a las 11:39 a.m. EST (16:39 UTC ). La desintegración del vehículo comenzó después de que una articulación en su propulsor de cohete sólido (SRB) derecho fallara en el despegue. La falla fue causada por la falla de las juntas tóricas utilizadas en la junta que no fueron diseñadas para soportar las condiciones inusualmente frías que existían en este lanzamiento. [1] [2] La falla de los sellos causó una brecha en la junta SRB, lo que permitió que el gas quemado presurizado desde el interior del motor cohete sólido llegara al exterior e incidiera sobre los accesorios de conexión de la junta de popa del SRB adyacente y el tanque de combustible externo . Esto condujo a la separación del accesorio de la junta de campo de popa del SRB del lado derecho y la falla estructural del tanque externo. Las fuerzas aerodinámicas rompieron el orbitador.
El compartimiento de la tripulación y muchos otros fragmentos de vehículos finalmente se recuperaron del fondo del océano después de una larga operación de búsqueda y recuperación. Se desconoce el momento exacto de la muerte de la tripulación; Se sabe que varios miembros de la tripulación han sobrevivido a la ruptura inicial de la nave espacial. Por diseño, el transbordador no tiene sistema de escape, [a] [3] y el impacto del compartimiento de la tripulación a velocidad terminal con la superficie del océano fue demasiado violento para poder sobrevivir. [4]
El desastre provocó una pausa de 32 meses en el programa del transbordador espacial y la formación de la Comisión Rogers , una comisión especial nombrada por el presidente de los Estados Unidos, Ronald Reagan, para investigar el accidente. La Comisión Rogers encontró que la cultura organizacional de la NASA y los procesos de toma de decisiones habían sido factores clave que contribuyeron al accidente, [5] con la agencia violando sus propias reglas de seguridad. Los gerentes de la NASA sabían desde 1977 que el diseño de los SRB del contratista Morton-Thiokol contenía un defecto potencialmente catastrófico en las juntas tóricas, pero no habían abordado este problema de manera adecuada. Los gerentes de la NASA también hicieron caso omiso de las advertencias de los ingenieros sobre los peligros del lanzamiento planteados por las bajas temperaturas de esa mañana y no informaron adecuadamente estas inquietudes técnicas a sus superiores.
Aproximadamente el 17 por ciento de la población estadounidense presenció el lanzamiento en una transmisión televisiva en vivo debido a la presencia de la maestra de secundaria Christa McAuliffe , quien habría sido la primera maestra en el espacio . La cobertura mediática del accidente fue extensa; un estudio informó que el 85 por ciento de los estadounidenses encuestados había escuchado la noticia una hora después del accidente. [6] El desastre del Challenger se ha utilizado como un estudio de caso en muchas discusiones sobre seguridad de la ingeniería y ética en el lugar de trabajo.
STS-51-L
STS-51-L fue el vigésimo quinto vuelo del transbordador espacial y el décimo vuelo del Challenger . [7] : 6 STS-51-L llevaba un satélite de seguimiento y retransmisión de datos a bordo de una etapa superior inercial y el satélite espartano para observar el cometa Halley . La misión estaba programada originalmente para julio de 1985, pero se retrasó hasta noviembre y posteriormente hasta enero de 1986. La tripulación fue anunciada el 27 de enero de 1985 y estaba comandada por Francis Scobee . Michael Smith fue asignado como piloto y los especialistas de la misión fueron Ellison Onizuka , Judith Resnik y Ronald McNair . Los dos especialistas en carga útil fueron Gregory Jarvis , que fue asignado en octubre como especialista en carga útil para realizar investigaciones para la Hughes Aircraft Company , y Christa McAuliffe , que voló como parte del Proyecto Teacher in Space . [7] : 10-13 STS-51-L estaba programado para lanzarse el 22 de enero, pero se retrasó hasta el 25 de enero como resultado de retrasos para STS-61-C . El mal tiempo obligó a más retrasos, y la STS-51-L lanza fue reprogramada para el número de enero de 28. Una escotilla con el mango obligó a un retraso en el lanzamiento, y el lanzamiento fue pospuesto cuando las condiciones en el Centro Espacial Kennedy (KSC) Facilidad de traslado de aterrizaje fueron fuera de los límites para un retorno al aborto del sitio de lanzamiento . El lanzamiento estaba programado para las 9:38 a.m. EST , pero se retrasó dos horas para permitir que el hielo se derrita. A las 11:38:00 a.m., STS-51-L se lanzó desde el KSC LC-39B . [7] : 17 [8] : III – 76
Preocupaciones sobre la junta tórica
Cada uno de los dos propulsores de cohetes sólidos (SRB) se construyó con siete secciones, seis de las cuales se unieron permanentemente en pares en la fábrica. Para cada vuelo, los cuatro segmentos resultantes se ensamblaron en el Edificio de Ensamblaje de Vehículos en el Centro Espacial Kennedy (KSC), con tres juntas de campo. Las juntas de la fábrica se sellaron con aislamiento de amianto-sílice aplicado sobre la junta, mientras que cada junta de campo se selló con dos juntas tóricas de goma. Después de la destrucción del Challenger , el número de juntas tóricas por junta de campo se incrementó a tres. [9] Se requirió que los sellos de todas las juntas SRB contengan los gases calientes a alta presión producidos por el propulsor sólido en combustión en el interior, forzándolos así a salir de la boquilla en el extremo de popa de cada cohete.
Durante el proceso de diseño del transbordador espacial , un informe de McDonnell Douglas en septiembre de 1971 discutió el historial de seguridad de los cohetes sólidos. Si bien un aborto seguro era posible después de la mayoría de los tipos de fallas, uno era especialmente peligroso: una quema de gases calientes de la carcasa del cohete. El informe indicó que "si se produce una rotura adyacente al tanque o al orbitador [hidrógeno / oxígeno líquido], la detección oportuna puede no ser factible y no es posible abortar", presagiando con precisión el accidente del Challenger . [10] Morton-Thiokol fue el contratista responsable de la construcción y el mantenimiento de los SRB del transbordador. Como fue diseñado originalmente por Thiokol, se suponía que las juntas tóricas en los SRB se cerraban más firmemente debido a las fuerzas generadas en la ignición, pero una prueba de 1977 mostró que cuando se usaba agua a presión para simular los efectos de la combustión de refuerzo, las partes metálicas se doblaban. alejados unos de otros, abriendo un espacio a través del cual los gases podrían filtrarse. Este fenómeno, conocido como "rotación articular", provocó una caída momentánea de la presión del aire. Esto hizo posible que los gases de combustión erosionaran las juntas tóricas. En el caso de una erosión generalizada, se podría desarrollar una trayectoria de llama, provocando la explosión de la articulación, lo que habría destruido el propulsor y la lanzadera. [11] : 118
Los ingenieros del Marshall Space Flight Center escribieron al gerente del proyecto Solid Rocket Booster, George Hardy, en varias ocasiones sugiriendo que el diseño de la junta de campo de Thiokol era inaceptable. Por ejemplo, un ingeniero sugirió que la rotación conjunta inutilizaría la junta tórica secundaria, pero Hardy no envió estos memorandos a Thiokol, y las juntas de campo fueron aceptadas para vuelo en 1980. [12]
La evidencia de una seria erosión de la junta tórica estaba presente ya en la segunda misión del transbordador espacial, STS-2 , que fue volada por Columbia . Contrariamente a las regulaciones de la NASA, el Centro Marshall no informó de este problema a la alta dirección de la NASA, pero optó por mantener el problema dentro de sus canales de información con Thiokol. Incluso después de que las juntas tóricas fueran redesignadas como "Criticidad 1", lo que significa que su falla daría como resultado la destrucción del Orbitador, nadie en Marshall sugirió que los transbordadores estuvieran conectados a tierra hasta que se pudiera arreglar la falla. [12]
Después del lanzamiento en 1984 del STS-41-D , volado por Discovery , se descubrió la primera aparición de "fuga" de gas caliente más allá de la junta tórica principal. En el análisis posterior al vuelo, los ingenieros de Thiokol encontraron que la cantidad de fuga era relativamente pequeña y no había afectado a la junta tórica secundaria, y concluyeron que para vuelos futuros, el daño era un riesgo aceptable. Sin embargo, después del desastre del Challenger , el ingeniero de Thiokol Brian Russell identificó este evento como la primera "gran bandera roja" con respecto a la seguridad de las juntas tóricas. [13]
En 1985, con siete de los nueve lanzamientos de transbordadores ese año utilizando propulsores que mostraban erosión de la junta tórica o fuga de gas caliente, [14] Marshall y Thiokol se dieron cuenta de que tenían un problema potencialmente catastrófico en sus manos. Quizás lo más preocupante fue el lanzamiento del STS-51-B en abril de 1985, volado por Challenger , en el que se descubrió el peor daño en la junta tórica hasta la fecha en un análisis posterior al vuelo. La junta tórica principal de la boquilla izquierda se había erosionado tanto que no se había sellado y, por primera vez, los gases calientes habían erosionado la junta tórica secundaria. [15] Comenzaron el proceso de rediseño de la junta con tres pulgadas (76 mm) de acero adicional alrededor de la espiga. Esta espiga agarraría la cara interior de la articulación y evitaría que gire. No pidieron que se detuvieran los vuelos de los transbordadores hasta que se pudieran rediseñar las articulaciones, sino que trataron el problema como un riesgo de fuga aceptable. Por ejemplo, Lawrence Mulloy, gerente de Marshall para el proyecto SRB desde 1982, emitió y eliminó las restricciones de lanzamiento para seis vuelos consecutivos. Thiokol incluso llegó a persuadir a la NASA para que declarara "cerrado" el problema de las juntas tóricas. [12] El general Donald Kutyna , miembro de la Comisión Rogers , luego comparó esta situación con una aerolínea que permite que uno de sus aviones continúe volando a pesar de la evidencia de que una de sus alas estaba a punto de caerse.
Conferencia telefónica de Thiokol-NASA
Los pronósticos para el 28 de enero predijeron una mañana inusualmente fría, con temperaturas cercanas a -1 ° C (30 ° F), la temperatura mínima permitida para el lanzamiento. El Shuttle nunca fue certificado para operar a temperaturas tan bajas. Las juntas tóricas, así como muchos otros componentes críticos, no tenían datos de prueba para respaldar cualquier expectativa de un lanzamiento exitoso en tales condiciones. [16] [17]
A mediados de 1985, a los ingenieros de Thiokol les preocupaba que otros no compartieran sus preocupaciones sobre los efectos de la baja temperatura en los impulsores. El ingeniero Bob Ebeling en octubre de 1985 escribió un memorando titulado "¡Ayuda!" para que otros lo lean, sobre preocupaciones con respecto a las bajas temperaturas y las juntas tóricas. Después del pronóstico del tiempo, el personal de la NASA recordó las advertencias de Thiokol y se comunicó con la compañía. Cuando un gerente de Thiokol le preguntó a Ebeling sobre la posibilidad de un lanzamiento a 18 ° F (−8 ° C), respondió "[Nosotros] sólo estamos calificados para 40 ° [40 ° F o 4 ° C] ..." qué negocio tiene alguien pensando en 18 °, estamos en tierra de nadie '". Después de que su equipo acordó que un lanzamiento corría el riesgo de un desastre, Thiokol llamó de inmediato a la NASA y recomendó un aplazamiento hasta que las temperaturas subieran por la tarde. El director de la NASA, Jud Lovingood, respondió que Thiokol no podía hacer la recomendación sin proporcionar una temperatura segura. La empresa se preparó para una teleconferencia dos horas después durante la cual tendría que justificar una recomendación de no lanzar. [16] [17]
En la teleconferencia de la noche del 27 de enero, los ingenieros y gerentes de Thiokol discutieron las condiciones climáticas con los gerentes de la NASA del Centro Espacial Kennedy y del Centro de Vuelo Espacial Marshall. Varios ingenieros (sobre todo Allan McDonald , Ebeling y Roger Boisjoly ) reiteraron sus preocupaciones sobre el efecto de las bajas temperaturas en la resistencia de las juntas tóricas de goma que sellaron las juntas de los SRB y recomendaron un aplazamiento del lanzamiento. [17] Argumentaron que no tenían datos suficientes para determinar si las juntas se sellarían correctamente si las juntas tóricas estuvieran por debajo de los 54 ° F (12 ° C). Esta fue una consideración importante, ya que las juntas tóricas de SRB habían sido designadas como un componente de "Criticidad 1", lo que significa que no había respaldo si fallaban las juntas tóricas primarias y secundarias, y su falla podría destruir el Orbiter y matar a su tripulación.
La gerencia de Thiokol inicialmente apoyó la recomendación de sus ingenieros de posponer el lanzamiento, pero el personal de la NASA se opuso a una demora. Durante la conferencia telefónica, Hardy le dijo a Thiokol: "Estoy consternado. Estoy consternado por tu recomendación". Mulloy dijo: "Dios mío, Thiokol, ¿cuándo quieres que lance el próximo abril?" [17] La NASA creía que la calidad de la presentación preparada apresuradamente de Thiokol era demasiado pobre para respaldar tal declaración sobre seguridad de vuelo. [16] Un argumento del personal de la NASA que refuta las preocupaciones de Thiokol fue que si la junta tórica principal fallaba, la junta tórica secundaria aún se sellaría. Esto no estaba probado y, en cualquier caso, era un argumento que no se aplicaba a un componente de "Criticidad 1". Como dijo la astronauta Sally Ride al interrogar a los gerentes de la NASA ante la Comisión Rogers, está prohibido confiar en un respaldo para un componente de "Criticidad 1".
La NASA afirmó que no conocía las preocupaciones anteriores de Thiokol sobre los efectos del frío en las juntas tóricas, y no entendía que Rockwell International , el contratista principal del transbordador, también consideraba la gran cantidad de hielo presente en la plataforma como una restricción. almorzar.
Según Ebeling, se programó una segunda conferencia telefónica con solo la administración de la NASA y Thiokol, excluyendo a los ingenieros. Por razones que no están claras, la administración de Thiokol hizo caso omiso de las advertencias de sus propios ingenieros y ahora recomendó que el lanzamiento procediera según lo programado; [17] [18] La NASA no preguntó por qué. [16] Ebeling le dijo a su esposa esa noche que el Challenger explotaría. [19]
Ken Iliff, un ex científico jefe de la NASA que había trabajado en el programa del transbordador espacial desde su primera misión (y el programa X-15 antes de eso), declaró esto en 2004:
No violar las reglas de vuelo era algo que me habían enseñado en el programa X-15. Era algo que nunca hicimos. Nunca cambiamos una regla de misión sobre la marcha. Abortamos la misión y regresamos y lo discutimos. La violación de un par de reglas de la misión fue la causa principal del accidente del Challenger . [20]
Tiempo
Los ingenieros de Thiokol también habían argumentado que las bajas temperaturas nocturnas de 18 ° F (-8 ° C) proyectadas el día [18] antes del lanzamiento casi con certeza resultarían en temperaturas de SRB por debajo de su línea roja de 39 ° F (4 ° C) . El hielo se había acumulado por toda la plataforma de lanzamiento, lo que generó preocupaciones de que el hielo pudiera dañar la lanzadera al despegar. El equipo de hielo Kennedy apuntó inadvertidamente una cámara infrarroja a la junta de campo de popa del SRB derecho y encontró que la temperatura era de 9 ° F (-13 ° C). Se creía que esto era el resultado del aire sobreenfriado que soplaba en la articulación desde el respiradero del tanque de oxígeno líquido (LOX) . Era mucho más baja que la temperatura del aire y muy por debajo de las especificaciones de diseño para las juntas tóricas. Posteriormente se determinó que la lectura baja era errónea, el error se debió a no seguir las instrucciones del fabricante de la sonda de temperatura. Las pruebas y los cálculos ajustados confirmaron posteriormente que la temperatura de la junta no era sustancialmente diferente de la temperatura ambiente.
La temperatura el día del lanzamiento fue mucho más baja que en los lanzamientos anteriores: por debajo del punto de congelación de 28,0 a 28,9 ° F (-2,2 a -1,7 ° C); anteriormente, el lanzamiento más frío había sido a 54 ° F (12 ° C). Aunque el equipo de hielo había trabajado toda la noche quitando hielo, los ingenieros de Rockwell aún expresaron su preocupación. Los ingenieros de Rockwell que observaban la plataforma desde su sede en Downey, California , se horrorizaron al ver la cantidad de hielo. Temían que durante el lanzamiento, el hielo pudiera soltarse y golpear las tejas de protección térmica del transbordador, posiblemente debido a la aspiración inducida por el chorro de gas de escape de los SRB. Rocco Petrone , el jefe de la división de transporte espacial de Rockwell, y sus colegas vieron esta situación como una restricción de lanzamiento, y les dijeron a los gerentes de Rockwell en el Cabo que Rockwell no podía apoyar un lanzamiento. Los gerentes de Rockwell en Cape expresaron sus preocupaciones de una manera que llevó al gerente de la misión con sede en Houston, Arnold Aldrich, a seguir adelante con el lanzamiento. Aldrich decidió posponer el lanzamiento del transbordador una hora para darle tiempo al equipo de hielo para realizar otra inspección. Después de esa última inspección, durante la cual el hielo parecía estar derritiéndose, el Challenger recibió autorización para despegar a las 11:38 am EST. [18]
Lanzamiento y fracaso
Lanzar ventanas
Despegue y ascenso inicial
El siguiente relato del accidente se deriva de datos de telemetría en tiempo real y análisis fotográfico, así como de transcripciones de comunicaciones de voz aire-tierra y control de misión . [21] Todos los tiempos se dan en segundos después del lanzamiento y corresponden a los códigos de tiempo de telemetría del evento instrumentado más cercano a cada evento descrito. [22]
Los motores principales del transbordador espacial (SSMEs) se encendieron a T −6,6 segundos. Los SSMEs eran de combustible líquido y podían apagarse de manera segura (y el lanzamiento abortado si era necesario) hasta que los propulsores de cohetes sólidos (SRB) se encendieran en T = 0 (que estaba a las 11:38: 00.010 EST) y los pernos de sujeción fueron lanzados con explosivos, liberando el vehículo de la plataforma. En el momento del despegue, las tres SSMEs estaban al 100% de su rendimiento nominal original y comenzaron a ralentizarse hasta un 104% bajo el control de la computadora. Con el primer movimiento vertical del vehículo, el brazo de ventilación de hidrógeno gaseoso se retrajo del tanque externo (ET) pero no pudo engancharse. Una revisión de la película filmada por las cámaras de almohadilla mostró que el brazo no volvió a contactar con el vehículo y, por lo tanto, se descartó como un factor que contribuyó al accidente. [22] La inspección posterior al lanzamiento de la plataforma también reveló que faltaban los resortes de patada en cuatro de los pernos de sujeción, pero de manera similar se descartaron como una posible causa. [23]
Una revisión posterior de la película de lanzamiento mostró que a T + 0,678, se emitieron fuertes bocanadas de humo gris oscuro desde el SRB derecho cerca del puntal de popa que unía el propulsor al ET. La última bocanada de humo se produjo a aproximadamente T + 2,733. La última vista de humo alrededor del puntal fue en T + 3.375. Más tarde se determinó que estas bocanadas de humo fueron causadas por la apertura y cierre de la junta del campo de popa del SRB derecho. La carcasa del propulsor se había inflado bajo la tensión del encendido. Como resultado de este hinchamiento, las partes metálicas de la carcasa se doblaron, abriendo un espacio a través del cual se filtraron los gases calientes, por encima de los 5.000 ° F (2.760 ° C). Esto había ocurrido en lanzamientos anteriores, pero cada vez que la junta tórica principal se había salido de su ranura y formaba un sello. Aunque el SRB no fue diseñado para funcionar de esta manera, pareció funcionar lo suficientemente bien, y Morton-Thiokol cambió las especificaciones de diseño para adaptarse a este proceso, conocido como extrusión.
Mientras se llevaba a cabo la extrusión, se filtraron gases calientes (un proceso llamado "escape"), dañando las juntas tóricas hasta que se hizo un sello. Las investigaciones de los ingenieros de Morton-Thiokol determinaron que la cantidad de daño a las juntas tóricas estaba directamente relacionada con el tiempo que tardó en producirse la extrusión, y que el clima frío, al hacer que las juntas tóricas se endurecieran, alargó el tiempo de extrusión. La junta de campo SRB rediseñada que se usó después del accidente del Challenger incluyó una mortaja y una espiga de enclavamiento adicionales con una tercera junta tórica, que mitiga el escape.
En la mañana del desastre, la junta tórica principal se había endurecido tanto debido al frío que no pudo sellar a tiempo. La temperatura había caído por debajo de la temperatura de transición vítrea de las juntas tóricas. Por encima de la temperatura de transición vítrea, las juntas tóricas muestran propiedades de elasticidad y flexibilidad, mientras que por debajo de la temperatura de transición vítrea, se vuelven rígidas y quebradizas. La junta tórica secundaria no estaba en su posición asentada debido a la flexión del metal. Ahora no había barrera para los gases, y ambas juntas tóricas se vaporizaron en 70 grados de arco. Los óxidos de aluminio del propulsor sólido quemado sellaron la junta dañada, reemplazando temporalmente el sello de la junta tórica antes de que la llama pasara a través de la junta.
Cuando el vehículo despejó la torre, los SSMEs estaban operando al 104% de su empuje máximo nominal, y el control cambió del Centro de Control de Lanzamiento (LCC) en Kennedy al Centro de Control de Misión (MCC) en el Centro Espacial Johnson en Houston , Texas . Para evitar que las fuerzas aerodinámicas sobrecarguen estructuralmente al orbitador, en T + 28 los SSMEs comenzaron a reducir la velocidad para limitar la velocidad del transbordador en la densa atmósfera inferior , según el procedimiento operativo normal. En T + 35.379, las MIPYME retrocedieron más hasta el 65% planificado. Cinco segundos después, a unos 5.800 m (19.000 pies), el Challenger pasó por Mach 1 . En T + 51.860, los SSMEs comenzaron a acelerar hasta un 104% a medida que el vehículo pasaba más allá de la q máxima , el período de máxima presión aerodinámica sobre el vehículo.
Penacho
Comenzando aproximadamente a T + 37 y durante 27 segundos, el transbordador experimentó una serie de eventos de cizalladura del viento que fueron más fuertes que en cualquier vuelo anterior. [24]
En T + 58.788, una cámara de película de seguimiento capturó el comienzo de una pluma cerca del puntal de sujeción de popa en el SRB derecho. Desconocido para aquellos en el Challenger o en Houston, el gas caliente había comenzado a filtrarse a través de un agujero creciente en una de las juntas SRB del lado derecho. La fuerza de la cizalladura del viento rompió el sello de óxido temporal que había ocupado el lugar de las juntas tóricas dañadas, eliminando la última barrera al paso de la llama a través de la junta. Si no hubiera sido por la cizalladura del viento, el sello de óxido fortuito podría haberse mantenido a través del agotamiento del refuerzo.
En un segundo, la pluma se volvió bien definida e intensa. La presión interna en el SRB derecho comenzó a caer debido al orificio que se agranda rápidamente en la junta defectuosa, y en T + 60.238 hubo evidencia visual de llama ardiendo a través de la junta e incidiendo en el tanque externo. [21]
En T + 64.660, la pluma cambió repentinamente de forma, lo que indica que había comenzado una fuga en el tanque de hidrógeno líquido (LH2), ubicado en la parte trasera del tanque externo. Las toberas de los motores principales pivotaron bajo el control de la computadora para compensar el empuje desequilibrado producido por la combustión del propulsor. La presión en el tanque de LH2 externo de la lanzadera comenzó a caer a T + 66.764, lo que indica el efecto de la fuga. [21]
En esta etapa, la situación todavía parecía normal tanto para la tripulación como para los controladores de vuelo. En T + 68, el CAPCOM Richard O. Covey informó a la tripulación que estaban "acelerando hacia arriba", y el comandante Dick Scobee confirmó, "Roger, acelerando hacia arriba"; esta fue la última comunicación de Challenger en el circuito aire-tierra. [21]
Desarticulación del vehículo
En T + 72.284, el SRB derecho se separó del puntal de popa que lo sujetaba al tanque externo. El análisis posterior de los datos de telemetría mostró una aceleración lateral repentina hacia la derecha en T + 72.525, que pudo haber sido percibida por la tripulación. La última declaración capturada por la grabadora de cabina de la tripulación se produjo solo medio segundo después de esta aceleración, cuando el piloto Michael J. Smith dijo: "Uh-oh". [25] Es posible que Smith también haya estado respondiendo a las indicaciones a bordo del rendimiento del motor principal, o al descenso de las presiones en el tanque de combustible externo.
En T + 73.124, la cúpula de popa del tanque de hidrógeno líquido falló, produciendo una fuerza propulsora que embistió el tanque de hidrógeno en el tanque LOX en la parte delantera del ET. Al mismo tiempo, el SRB derecho giró alrededor del puntal de sujeción delantero y golpeó la estructura entre tanques . El tanque externo en este punto sufrió una falla estructural completa, los tanques LH2 y LOX se rompieron, se mezclaron y se encendieron, creando una bola de fuego que envolvió toda la pila. [26]
La ruptura del vehículo comenzó a T + 73,162 segundos y a una altitud de 48.000 pies (15 km). [27] Con el tanque externo de desintegración (y con el SRB derecho adosada aportando su empuje sobre un vector de anómala), Challenger desvió de su correcta actitud con respecto al flujo de aire local, dando como resultado un factor de carga de hasta 20 g, muy por encima de su límite de diseño de 5 gy fue rápidamente destrozado por fuerzas aerodinámicas anormales (el orbitador no explotó como se sugiere a menudo, ya que la fuerza de la ruptura del tanque externo estaba dentro de sus límites estructurales). Los dos SRB, que podían soportar mayores cargas aerodinámicas, se separaron del ET y continuaron en vuelo propulsado incontrolado. Las carcasas del SRB estaban hechas de acero de media pulgada de espesor (12,7 mm) y eran mucho más resistentes que el orbitador y el ET; por lo tanto, ambos SRB sobrevivieron a la ruptura de la pila del transbordador espacial, a pesar de que el SRB derecho todavía estaba sufriendo los efectos del quemado conjunto que había puesto en marcha la destrucción del Challenger . [23]
La cabina de la tripulación de construcción más robusta también sobrevivió a la desintegración del vehículo de lanzamiento, ya que fue diseñada para sobrevivir a 20 psi (140 kPa) mientras que la presión estimada a la que había estado sometida durante la desintegración del orbitador era de sólo 4-5 psi (28-34 kPa). Mientras que el oficial de seguridad de campo ordenó la destrucción de los SRB de forma remota , la cabina separada continuó a lo largo de una trayectoria balística y se observó que salía de la nube de gases en T + 75.237. [23] Veinticinco segundos después de la avería del vehículo, la altitud del compartimento de la tripulación alcanzó su punto máximo a una altura de 65.000 pies (20 km). [27] La cabina se estabilizó durante el descenso por la gran masa de cables eléctricos que se arrastraban detrás de ella. En T + 76.437, las tapas de la nariz y los paracaídas de los SRB se separaron, como se diseñó, y una cámara de seguimiento vio el ángulo del SRB derecho, con el tronco y sus ayudas de ubicación. [28]
Los ingenieros de Thiokol, que se habían opuesto a la decisión del lanzamiento, estaban viendo los eventos por televisión. Habían creído que cualquier falla de la junta tórica se habría producido en el despegue y, por lo tanto, estaban felices de ver que el transbordador abandonaba con éxito la plataforma de lanzamiento. Aproximadamente un minuto después del despegue, un amigo de Boisjoly le dijo: "Oh Dios. Lo logramos. ¡Lo logramos!" Boisjoly recordó que cuando el transbordador fue destruido unos segundos después, "todos sabíamos exactamente lo que sucedió". [17] El veterano astronauta Robert Crippen se estaba preparando para comandar STS-62-A , programado para mediados de año, cuando su tripulación dejó de entrenar para ver el lanzamiento. Pete Aldridge recordó: "Estaba esperando que el orbitador, como todos estábamos, saliera del humo. Pero tan pronto como ocurrió la explosión, Crippen obviamente supo de qué se trataba. Su cabeza cayó. Recuerdo esto muy claramente". [29]
Diálogo del controlador de vuelo posterior a la ruptura
En Mission Control, hubo una explosión de estática en el circuito aire-tierra cuando el Challenger se desintegró. Las pantallas de televisión mostraban una nube de humo y vapor de agua condensado (producto de la combustión de hidrógeno + oxígeno) donde había estado el Challenger , con pedazos de escombros cayendo hacia el océano. Aproximadamente a T + 89, el director de vuelo Jay Greene solicitó información a su oficial de dinámica de vuelo (FIDO). FIDO respondió que "el filtro [del radar ] tiene fuentes discretas", una indicación más de que el Challenger se había roto en varios pedazos. Momentos después, el oficial de control de tierra informó "contacto negativo (y) pérdida de enlace descendente " de datos de radio y telemetría del Challenger . Greene ordenó a su equipo que "vigile cuidadosamente sus datos" y busque cualquier señal de que el Orbitador haya escapado.
En T + 110.250, el oficial de seguridad de alcance (RSO) en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral envió señales de radio que activaron los paquetes de "destrucción" del sistema de seguridad de alcance a bordo de ambos propulsores de cohetes sólidos. Este fue un procedimiento de contingencia normal, realizado porque la RSO consideró que los SRB en vuelo libre eran una posible amenaza para la tierra o el mar. La misma señal de destrucción habría destruido el tanque externo si no se hubiera desintegrado ya. [30] Los SRB estaban cerca del final de su combustión programada (110 segundos después del lanzamiento) y casi habían agotado sus propulsores cuando se envió la orden de destrucción, por lo que este evento generó muy poca o ninguna fuerza explosiva.
El oficial de asuntos públicos Steve Nesbitt informó: "Los controladores de vuelo aquí están analizando la situación con mucho cuidado. Obviamente, una falla importante. No tenemos enlace descendente". [21]
En el circuito de Control de la Misión, Greene ordenó que se pusieran en práctica procedimientos de contingencia; Estos procedimientos incluían cerrar las puertas del centro de control, cerrar las comunicaciones telefónicas con el mundo exterior y seguir las listas de verificación que aseguraban que los datos relevantes se registraban y conservaban correctamente. [31]
Nesbitt transmitió esta información al público: "Tenemos un informe del Oficial de Dinámica de Vuelo de que el vehículo explotó. El director de vuelo lo confirma. Estamos buscando verificar con las fuerzas de recuperación para ver qué se puede hacer en este momento". [21]
Causa y hora de la muerte
La cabina de la tripulación estaba hecha de aluminio reforzado particularmente robusto y separada en una sola pieza del resto del orbitador. [32] En el momento de la separación, se estima que la aceleración máxima estaba entre 12 y 20 g . Durante la desintegración del vehículo, la cabina se desprendió en una pieza y cayó lentamente en un arco balístico . Dos segundos después de la ruptura, la cabina había caído por debajo de 4 gy estaba en caída libre en 10 segundos. Las fuerzas involucradas en esta etapa probablemente fueron insuficientes para causar lesiones importantes a la tripulación. [27]
Al menos parte de la tripulación estaba viva y al menos brevemente consciente después de la ruptura, ya que se descubrió que tres de los cuatro paquetes aéreos de salida personal (PEAP) recuperados en la cubierta de vuelo se habían activado. [27] Se activaron PEAP para Smith [33] y dos tripulantes no identificados, pero no para Scobee. [27] Los PEAP no fueron diseñados para uso en vuelo, y los astronautas nunca entrenaron con ellos para una emergencia en vuelo. La ubicación del interruptor de activación de Smith, en la parte trasera de su asiento, indica que Resnik u Onizuka probablemente lo activaron por él. Los investigadores encontraron que el suministro de aire no utilizado restante era consistente con el consumo esperado durante la trayectoria posterior a la ruptura. [33] : 245–247
Al analizar los restos, los investigadores descubrieron que varios interruptores del sistema eléctrico en el panel de la derecha de Smith se habían movido de sus posiciones de lanzamiento habituales. Los interruptores tenían cerraduras de palanca encima que debían sacarse antes de poder mover el interruptor. Pruebas posteriores establecieron que ni la fuerza de la explosión ni el impacto con el océano pudieron haberlos movido, lo que indica que Smith hizo los cambios de interruptor, presumiblemente en un intento inútil de restaurar la energía eléctrica a la cabina después de que la cabina de la tripulación se separó del resto de la cabina. el orbitador. [33] : 245
El 28 de julio de 1986, el administrador asociado de la NASA para vuelos espaciales, el ex astronauta Richard H. Truly , publicó un informe sobre las muertes de la tripulación del médico y astronauta del Skylab 2 Joseph P. Kerwin . El informe de Kerwin concluyó que se desconoce si la tripulación permaneció consciente hasta el impacto del océano, porque se desconoce si la cabina de la tripulación permaneció presurizada. La despresurización habría provocado que la tripulación perdiera rápidamente el conocimiento, ya que los PEAP suministraban solo aire sin presión. La presurización podría haber habilitado la conciencia durante toda la caída hasta el impacto. La cabina de la tripulación golpeó la superficie del océano a 333 km / h (207 mph) aproximadamente dos minutos y 45 segundos después de la ruptura. La desaceleración estimada fue de 200 g, superando con creces los límites estructurales del compartimento de la tripulación o los niveles de supervivencia de la tripulación. El piso de la cubierta intermedia no había sufrido pandeo ni rasgado, como resultado de una descompresión rápida, pero el equipo almacenado mostró daños consistentes con la descompresión, y se incrustaron escombros entre las dos ventanas delanteras que pueden haber causado una pérdida de presión. Los daños por impacto en la cabina de la tripulación fueron lo suficientemente graves como para no poder determinar si la cabina de la tripulación había sido previamente dañada lo suficiente como para perder presurización. [27]
Perspectiva de escape de la tripulación
Durante el vuelo motorizado del transbordador espacial, la tripulación no pudo escapar. Los sistemas de escape de lanzamiento se consideraron varias veces durante el desarrollo del transbordador, pero la conclusión de la NASA fue que la alta confiabilidad esperada del transbordador excluiría la necesidad de uno. Los asientos eyectables SR-71 Blackbird modificados y los trajes de presión completos se utilizaron para las tripulaciones de dos hombres en las primeras cuatro misiones orbitales del transbordador, que se consideraron vuelos de prueba, pero se eliminaron para las misiones "operativas" que siguieron. La Junta de Investigación de Accidentes de Columbia declaró más tarde, después del desastre de reentrada de Columbia en 2003 , que el sistema del Transbordador Espacial nunca debería haberse declarado operativo porque es experimental por naturaleza debido al número limitado de vuelos en comparación con los aviones comerciales certificados. El diseño de múltiples pisos de la cabina de la tripulación impedía el uso de tales asientos eyectables para tripulaciones más grandes. Se había considerado proporcionar algún tipo de sistema de escape de lanzamiento, pero se consideró poco práctico debido a la "utilidad limitada, la complejidad técnica y el costo excesivo en dólares, peso o retrasos en el cronograma". [30] [a]
Después de la pérdida del Challenger , se reabrió la pregunta y la NASA consideró varias opciones diferentes, incluidos los asientos eyectores, los cohetes tractores y la salida de emergencia a través de la parte inferior del orbitador. La NASA una vez más concluyó que todos los sistemas de escape de lanzamiento considerados no serían prácticos debido a las amplias modificaciones del vehículo que habrían sido necesarias y las limitaciones resultantes en el tamaño de la tripulación. Se diseñó un sistema para dar a la tripulación la opción de abandonar el transbordador durante el vuelo sin motor , pero este sistema no habría sido utilizable en la situación del Challenger . [34]